Geïnspireerd door de succesvolle commerciële exploitatie van het Global Positioning System (GPS) in de Verenigde Staten in de late jaren tachtig,Veel andere landen in de wereld hebben ook hun eigen versies van GPS ontwikkeld en gelanceerdDe GNSS-technologie is de afgelopen 25 jaar geëvolueerd en speelt een cruciale rol in de onderling verbonden wereld.GNSS omvat Galileo van de Europese UnieIn vergelijking met de traditionele GPS-ontvanger die alleen gebruikmaakt van GPS-satellietsysteem, is de huidige GPS-ontvanger de meest bekende.om te werken met meerdere satellietconstellaties, GNSS-ontvangersysteem maakt gebruik van multibandfrequentie om hogere nauwkeurigheid en betrouwbaarheid te verkrijgen.
De antenne is een belangrijk onderdeel van de ontvanger en speelt een cruciale rol bij het opvangen van het zwakke radiosignaal van de satelliet om de precieze locatie, navigatie en tijd van de gebruiker te bepalen.Daarom, gebruikt de GNSS-ontvanger meerdere frequentiebanden, die overeenkomen met de lagere en hogere radiofrequentiebanden (RF) die door verschillende satellietnavigatiesystemen in de ruimte worden verzonden.De frequentiebanden en frequenties waarop de GNSS-ontvanger betrekking heeft, worden als volgt samengevat::
Het frequentiebereik van de banden L1, E1 en B1 is 1559 MHz tot 1610 MHz.
L2, E6, B3, L6-banden hebben een frequentiebereik van 1217 MHz tot 1300 MHz
Het frequentiebereik van de banden L5, E5, B2 en L3 is 1164 MHz tot 1217 MHz.
Daarom maakt de GNSS-ontvanger gebruik van breedband- of multibandantennes en kan hij verschillende frequentiebanden hanteren die door verschillende ruimtesatellietnetwerken worden gebruikt.Multibandfrequentie kan de positiebepaling nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van GNSS-ontvangersysteem verbeteren, vermindert de signaaluitval en interferentie en levert uitstekende prestaties van GNSS-antenne in een ruime en strenge omgeving.
Multiband-gepensterde patch-antenne
In de afgelopen jaren is de behoefte aan compacte, platte oplossingen groot geworden, aangezien het oorspronkelijke GPS-ontvangersysteem grote, omvangrijke, op elkaar gestapelde antennes gebruikte die waardevolle ruimte innamen.Om te voldoen aan de eisen van moderne GNSS RF front-end modules met een hoge efficiëntie en lage kostenTailas Limited heeft een uitstekende antenne technologie ontworpen en ontwikkeld voor zeer beperkte precisie toepassingen.Een passieve patch-antenne van 1160 MHz tot 1610 MHz die is ontworpen om de locatie nauwkeurigheid te verbeterenHet maakt gebruik van een innovatieve keramische geneste patch-antenne-technologie en bevat twee antennes met dezelfde totale afmetingen als de enkelband-GPS-antenne (figuur 1).Daarom, kan het een geoptimaliseerde polarisatiewinst bieden voor Beidou (B1/2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) en Galileo (E1/E5a) banden (inclusief IRNSS/NavIC (L5)).Dit zorgt ook voor compatibiliteit met verschillende toepassingen waar mogelijk..
Afbeelding van de Douglas Channel-serie HP5354.
Figuur 1: De Inception Series HP5354. A is een plat geneste patch antenne voor GNSS-ontvangersysteem.
HP5354. Een voor dubbele bandprestaties geoptimaliseerde antenne is een compacte, vlakke antenne met een afmeting van 35 mm x 35 mm en een hoogte van 4 mm.Het maakt gebruik van een 11-pin oppervlakte-montage keramische verpakking met drie pinnen voor het opvangen van orthogonale radiosignalen in L1 en L5 bandenTwee van deze drie pins worden gebruikt om signalen te ontvangen uit de frequentieband L1 en de derde pin wordt gebruikt om signalen te ontvangen uit de frequentieband L5. De resterende acht pins zijn geaard.
Om een optimale asverhouding en een rechtse cirkelvormige polarisatie (RHCP) bij de uitgang te verkrijgen, worden de twee voedingssignalen van de L1-band gecombineerd met behulp van de aanbevolen hybride koppelaar HC125A (figuur 1)..2) De HC125A is voorzien van een platte (1,5 mm hoog) oppervlakte, met een laag invoegverlies en een evenwichtige uitvoeramplitude, geschikt voor GNSS-toepassingen in meerdere banden.
Schematisch schema van de combinatie van twee voersignalen van de frequentieband L1 met een aanbevolen hybride koppeling
Figuur 2: De twee voedingssignalen uit de L1-band worden gecombineerd in de HC125A hybride koppelaar om een optimale asverhouding te garanderen terwijl RHCP-signalen worden gegenereerd.
Bovendien is de antenne met dubbel voedingspunt afgestemd en getest op een horizon van 70 mm x 70 mm en toont een uitstekende radiometrische kaart.het kenmerkt volledig frequentiegerelateerde sleutelparameters in twee bandenDeze parameters omvatten terugkeerverlies, spanningsstandgolfverhouding (VSWR), efficiëntie, gemiddelde winst, piekwinst, asverhouding, fasecentrumverschuiving, fasecentrumvariatie en groepsvertraging.
De antenne met dubbel voedingspunt heeft een vlakke vorm, die op grote schaal kan worden gebruikt in situaties waarin het traditionele gelaagde patchontwerp te zwaar en te hoog is.industriële opsporing, autonome voertuigen en robotica, evenals draagbare apparaten, kleine asset-trackers en precisie-landbouw.
Bouw front-end RF signaal link
Hoewel de multiband GNSS-antenne kan worden gecombineerd met de eigen GNSS-front-end van de gebruiker, vereenvoudigt Tal het ontwerp van de signaalverbinding aanzienlijk door het gebruik van het TFM.100B GNSS-frontendmodule speciaal ontworpen voor de multi-feed point patch-antenne.
Deze module bestaat uit een dubbel niveau lage geluidsversterker (LNA) met een gain van meer dan 25 dB in alle frequentiebanden en een geluidscijfer (NF) van minder dan 3 dB.Het maakt gebruik van een oppervlakte akoestische golf (SAW) filter om te combineren met de LNA om een SAW/LNA/SWAW/LNA topologie te vormen, en verwerkt tegelijkertijd signaalpaden in lage en hoge frequentieband om onnodige interferentie buiten de band (OOB) te onderdrukken en overbelasting van de GNSS-laagruisversterker of -ontvanger te voorkomen.De zorgvuldig geselecteerde en geplaatste SAW-filters in TFMDe.100B biedt uitstekende OOB-afstoting met een laag geluidsniveau van 3 dB. Dit gemakkelijk te integreren, oppervlakte-montageapparaat is 20 x 18 mm groot en gebruikt een enkele voedingsbron van 1,8 tot 5,5 VDC.Het brede invoerspanningsbereik maakt het mogelijk de front-end module gemakkelijk te integreren in de meeste GNSS-ontvangers.
Om de gebruiker verder te helpen de integratie van de volledige GNSS-ontvanger-front-endmodule te begrijpen,Taglas ingenieur bereidt een evaluatie bord AHPD5354A (figuur 3) als het referentiedesign van de front-end signaalpadDit evaluatiebord bevat een TFM.100B-preamplifier, een platte HC125A 3 dB hybride koppeling met hoge prestaties en een HP5354 multiband patch antenne op een enkel pcb.